Способ изготовления изделий из гетерогенизированных слитков сплава системы алюминий медь цирконий

(51) 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЯЕТЕЛЬСТВУ ПИСА АВТОРСКОМУ(71) Институт проблеметаллов АН СССР(56) Технология легкис, 10-16. тения: слиток сплава системы алюминий - медь - цирконий (например А 2 ат,%; Со 0,16 ат.% 7 г)подвергают гетерогенизэционному отжигу для образования равномерно распределенных по слитку вторичных выделений Аз 2.г. Затем слиток осаживают при 290- 300 С со степенью деформации 60 - 70%, в результате чего путем динамической рекристаллизации формируется структура с размером зерен 5-10 мкм. Осаженную заготовку подвергают многократному простому сдвигу при комнатной температуре с общей логарифмической степенью деформации= 5 - 6, формируя тем самым субмикрозернистую структуру сплава (размер зерна 0,1 - 0,5 мкм). Из полученной обьемной заготовки (например, в виде диска) штампуют изделие сверхпластической деформацией при 200 - 220 С. м сверхпластичност Б ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ГЕНИЗИРОВАННЫХ СЛИТКОВ ИСТЕМЫ АЛЮМИНИЙ - МЕДЬ зование: изобретение относится бработки металлов давлением и ользоваться на машиностроироизводстве при изготовлении фильных штампованных изделий евых сплавов, Сущность изобреИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на машиностроительных заводах при изготовлении сложнопрофильных изделий,ВИзвестен способ изготовления изделия из слитка сплавЪ системы алюминий - медь - цирконий, включающий предварительную пластическую деформацию при 290-300 С путем прокатки до конечной толщины порядка 6 мм и последующую пневмоформовку при 4505400 С. Сплав А 6%, Со 0,5% Ег готовили литьем при 800-900 С с высокой скоростью охлаждения для получения пересыщенного твердого раствора циркония в алюминии, В результате гетерогенизационного отжига при 370 С происходит выделение дисперсных частиц цирконевой фазы,стабилизирующей рекристаллизованную мелкозернистую структуру.Цель изобретения - повышение стойкости формообразующего инструмента, качества изделий и расширение их номенклатуры за счет формирования субмикрозернистой структуры сплава в объемных заготовках.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему предварительную пластическую деформацию слитка сплава системы алюминий - медь - цирконий, прошедшего гЕтерогенизационный отжиг, сначала путем осадки со степенью деформации 6070% при 290 - 300 С, затем путем многократного простого сдвига с общей логарифмической степенью деформа ции= 56 при комнатной температуре, и(54) СПОСО ИЗ ГЕТЕРО СПЛАВА С - ЦИРКОНИ (57) Исполь к области о может исп тельном и сложнопро из алюмини Каибышев и Н,К.Ценев х сплавов, 1979, ч. 10,1750830 А 1последующее формообразование изделия путем сверхпластической деформации при 200 - 220 С. Используемый в процессе сплав получают способом, аналогичным прототипу. После гетерогенизационного отжига при 370 С дендриадная структура слитков сохраняется, Однако, если при прокатке при 290 - 300 С формируется волокнистая перекристаллизованная структура, то во время осадки при зтой температуре происходит динамическая рекристаллизация и форми-. руется структура с размером зерен 5-.10 мкм, О структуре исследуемых материалов судят по прямым электронно-микроскопическим результатам,Для определения общей логарифмической степени деформации пользовались формулой= Агсзп Г/2, где Г - интенсивность накопления определяемой деформации, высчитываемая по формуле Г = 2 йс 19 р, где М - число циклов деформирования сдвигом; р - угол междунаправлением течения материала и плоскостью сдвига.П р и м е р . Берут алюминиевую заготовку размерами О 80 мм и высотой 90 мм иэ сплава А - 2 атСц - 0,16 ат Уг с исходным размером зерен 200 мкм, затем подвергают осадке на 60 при 300 С. После осадки заготовки подвергают токарной обработке и получают диски И 100 мм и высотой 36 мм, Полученные диски деформируют простым сдвигом при комнатной температуре со степенью деформации 80 , без изменения сечения заготовки, После обработки нэ токарном станке получают заготовку . размерами Я 100 мм и высотой 34 мм, Полученную заготовку подвергают рекристаллизационному отжигу при 200 С в течение 30 мин, в результате которого формируется субмикрозернистая структура с размером зерен 0,3 мкм. Из полученной заготовки за один переход изготавливают крыльчатку.Для этого нагревают штамп вместе с пуансоном путем индукционного нагрева до 220 С. Заготовку, представляющую собой диск 34 мм диаметром 100 мм с равноосным зерном 0,3 мкм, покрывают смазкой и нагревают вместе со смазкой до 220 С в печи.Затем из нагретого штампа удаляют пуансон, вытаскивают разогретую заготовку из печи и укладывают ее в матрицу, оборудованную обоймой с формообразующими элементами и донной частью матрицы. После этого, в полость матрицы вводят пуансон до соприкосновения с заготовкой и производят деформацию заготовки со скоростью деформации 3 10 с до получения готовой детали, Напряжение течения рассчитывают 5 Риз формулы о = - . Время деформацииЯ. составило 3 мин, После окончания деформации производят выдержку при максимальной нагрузке в течение 1 мин, Затем 10 готовую деталь подвергают отжигу для получения необходимых прочностных свойств и снимают образующиеся заусенцы.Модель крыльчатки имела следующиеразмеры, мм;15 Диаметр диска крыльчатки 100Высота диска крыльчатки 30 Диаметр диска с лопатками 260 Высота пера лопатки 25 Ширина пера лопатки 3 20 Количество лопаток 20 шт,Изготовленная деталь не требует дальнейшей механической обработки. Аналогично осуществляют способ изготовления изделий, в которых меняли условия и режи мы проведения процессов.Структура материала, полученная засчет предварительных деформаций, позволяет снизить температуру формообразования до 200 - 220 С, это обеспечивает 30 повышение стойкости формообразующегоинструмента и качества получаемых изделий. Формула изобретения 35 Способ изготовления изделий из гетерогенизированных слитков сплава системы алюминий - медь - цирконий, включающий предварительную пластическую деформацию заготовки при 290-300 С и последую щее формообразование изделия путемсверхпластической деформации, о т л и ч а ю-.щ и й с я тем, что, с целью повышения стойкости формообразующего инструмента, качества изделий и расширения их но менклатуры за счет формированИясубмикрозернистой структуры сплава в обьемных заготовках, предварительную деформацию осуществляют осадкой со степенью деформации 60-70, осаженную заготовку 50 дополнительно подвергают многократномупростому сдвигу с общей логарифмической степенью деформации 1 = 56 при комнатной температуре, а сверхпластическую деформацию осуществляют при 200-220 С.55